Частицы тёмной материи могут взаимодействовать между собой

Между частицами так называемой тёмной материи может существовать физическое взаимодействие неизвестного учёным типа.

Скопление галактик, незамысловато называемое Мушкетная Пуля (DLSCL J0916.2+2951), видимый свет от которого достигает нашей планеты после за 5,23 миллиардов лет, является крупной группой галактик, образовавшейся в результате слияния двух меньших скоплений.

Объединение случилось примерно за 700 миллионов лет до того момента, который сейчас можно наблюдать в телескопы. Как предполагает Уильям Доусон (William Dawson), исследователь из Калифорнийского университета в Дэвисе (США), именно это галактическое скопление способно стать причиной пересмотра самой физики тёмной материи.

Сейчас уже известно, что лишь 2% массы Мушкетной Пули представлено звёздами. Ещё 12% — это горячий межзвёздный газ, светящийся в рентгеновском диапазоне. И примерно 86% массы скопления приходится на тёмную материю (с сопутствующей ей тёмной энергией). Вследствие такого распределения масс в двух группах галактик, что предшествовали Мушкетной Пуле, сами галактики, видимо, даже не сталкиваются, а проплывают через один регион пространства.
Исследование гравитационного линзирования Мушкетной Пулей видимого излучения фоновых галактик и звёзд дало несколько неожиданный результат. Между центрами тяжести тёмной материи скопления и галактик, входящих в его состав, при столкновении предшественников, образовался разрыв около 19 000 световых лет. А по теории тёмная материя, как и галактики скоплений, должна была пройти через регион столкновения без особых помех. На практике же её движение заметно тормозится неким ранее неучтённым фактором, и фактором негравитационным! Из-за этого она постепенно «отстаёт» от барионно-лептонной (привычной для нас) материи.

Причина «отставания», по мысли учёного, может заключаться в том, что между частицами тёмной материи скоплений-предшественников происходит некое взаимодействие. Это не согласуется с современными взглядами на тёмную материю, согласно которым частицы её весьма слабо взаимодействуют с чем бы то ни было. И взаимодействие это вполне может быть новым — по отношению к известным четырём взаимодействиям (гравитации, электромагнетизму, слабому и сильному взаимодействию) дополнительным.

Ранене новое взаимодействие уже пытались разыскать на небольших ускорителях, но пока безуспешно. Если у группы Уильяма Доусона в работе расчёты точны, то пальму первенства в открытии нового типа взаимодействия придётся отдать не физикам, а астрономам.

Неведомое взаимодействие может объяснить и таинственный эффект равномерного распределения тёмной материи в карликовых галактиках и скоплениях звёзд. Если она действительно взаимодействует лишь через гравитацию, то она должна сконцентрироваться в ядрах таких образований, но на деле этого не происходит. А если некое взаимодействие между частицами тёмной материи возможно, то их чрезмерная концентрация в одной точке будет весьма затруднительна, как это, например, происходит, с облаками межзвёздного горячего газа.

Уильям Доусон в своих оценках осторожен, но на 85% уверен, что новое, неизвестное ещё физике, взаимодействие существует.

Доклад состоялся 7 января на встрече Американского астрономического общества в Лонг-Бич (Калифорния, США).